地基加固之基础补强注浆加固法

1.1适用范围

注浆加固法适用于砂土、粉土、粘性土和人工填土等地基加固，主要用于防渗堵漏、提高地基土强度和变形模量以及控制建筑物倾斜等。

1.2注浆加固设计 1）浆液材料选用。注浆加固中所用的浆液是由主剂、溶剂及外加剂混合而成。浆液分为粒状悬浮液和化学真溶液。粒状悬浮液包括纯水泥浆、粘土水泥浆及水泥砂浆等。要求可灌性好、分散度高、不沉淀析水、收缩性小、结石强度高、抗渗性好、耐久性好等。化学浆液品种很多，常用的有水玻璃、水玻璃水泥浆、氢氧化钠等。水玻璃的作用是速凝，可用其浓度和温度准确地控制在几秒钟到几十分钟凝固，凝固后结石率高（98%~100%）、强度高。氢氧化钠溶液简称碱液，主要用于湿陷性黄土地基加固，可完全消除土体的湿陷性，提高土体的压缩模量和水稳定性。单纯以水泥为主剂配制的浆液称为单液，以水泥和水玻璃混合配制的浆液称为双液。在有地下水流动的情况下，不应采用单液水泥浆，应采用水泥+水玻璃双液浆，以便快凝避免浆液流失。2）加固土体范围设定。与高压喷射注浆法相似，注浆加固法的注浆量和注浆有效范围受土质、浆液种类及注浆压力等多重因素影响，应通过现场注浆试验确定。因压力小，有效直径（一般d=200~1000mm）不如高喷法。在粘性土地基中，浆液注入率宜为15%~20%。孔距、排距、孔数和排数的设定，原则上应使被加固土体在平面和深度范围内连成一个整体。注浆孔间距一般可取1.0~2.0m。为防止“冒浆”，注浆点上的自然覆土厚度应≥2m；对于混凝土地坪及基础上的注浆点，可不受此限制。3）注浆压力设定。注浆加固按浆液在土中的流动方式，分为渗透注浆、劈裂注浆和压密注浆。 渗透注浆压力很小，浆液基本靠自重渗透入土体，土体结构基本不受扰动和破坏，适用于渗透系数k≥10-4cm/s的砂性土。 当土的渗透系数k﹤10-4cm/s时，应采用劈裂注浆。劈裂注浆压力，在砂土中，宜选用0.2~0.5MPa；在粘性土中，宜选用0.2~0.3MPa。土体在压力作用下会产生剪切劈裂，浆液则沿着劈裂面渗进，进而产生更深层次劈裂。由于劈裂是各向的，最后便形成了加固土体的网络或骨架结构。 压密注浆是指通过钻孔在土中灌入极浓的浆液，如坍落度为25~75mm的水泥砂浆浆液，采用1~7MPa较高的压力，使周围土体压密，在注浆管端部附近形成“浆泥”，离浆泥界面0.3~0.2m内的土体都受到明显加密。当采用水泥浆+水玻璃双液快凝浆液时，注浆压力小于1MPa。必须指出的是，大多数注浆过程中渗透、劈裂和压密三种流动形式都会同时出现，只是以何种方式为主的差别，完全为单一的流动方式是难以产生的。1.3注浆加固施工 一般规定：注浆加固施工场地应预先平整清理，并沿钻孔位置开挖沟槽和集水坑。注浆压力和流量是注浆施工工艺的两个重要参数，应做好记录，宜采用自动流量和压力记录仪，并应及时对资料进行整理分析。当既有建筑地基进行注浆加固时，应对既有建筑及其附近建筑、地下管线和地面的沉降、倾斜、位移和裂缝进行监测。并应采用孔间隔注浆和缩短浆液凝固时间等措施，减少既有建筑基础因注浆而产生的附加沉降。主要设备。注浆用的主要设备室钻孔机械、注浆泵及浆液搅拌机等，这些设备的型号很多，应根据工程需要合理选用。对于双液注浆，如“水泥浆+水玻璃”，还需要浆液混合器。浆液配制。浆液主剂为水泥，宜采用42.5或52.5普通硅酸盐水泥。水泥浆的水灰比可取0.6~2.0，常用水灰比为1.0。为使浆液便于泵送、提高可灌性等，可掺用粉煤灰，以保持悬浮状态。粉煤灰掺量为水泥重量的20%~50%。根据工程需要，可在浆液拌制时加入速凝剂、减水剂和防析水剂等。水玻璃为常用速凝剂，其模数应为3.0~3.3，掺量一般为水泥用量的0.5%~3.0%；膨润土起防止浆液离析沉淀的作用，其掺量一般为水泥用量的3%~5%。施工工艺：注浆方法。注浆施工方法较多，按注浆管构造分为花管和单向阀管，按注浆管入土方法分为钻孔后插管和振动压管，按注浆方式分为一次注浆和二次注浆。花管注浆的注浆管为内径50mm的金属管，端部设锥尖，锥径一般比管径大1~2mm。管头部1~2m范围内侧壁均匀开有很多孔眼，孔眼按梅花形分布，孔眼直径一般为3~4mm。为防止下管时孔眼被堵塞，可在开口的孔眼外包一圈橡皮环，单向阀管为不钻孔的内径为50mm的直管，端部附有活络堵头。花管注浆工艺简单、成本低廉，是一般工程注浆加固的主体。但花管注浆遇卵石或块石层时，振动沉管困难，且不能进行二次注浆，注浆时容易冒浆，注浆深度有限。单阀管注浆在一定程度上弥补了花管注浆的缺点。对于一般软弱土层，可采用振动法直接将金属注浆管或花管压入土层；但遇坚硬土层或需穿透基础时，则必须先钻孔，达深度后，从钻杆内注入封闭泥浆，然后插入注浆管。二次注浆亦称复注浆，即待第一次注浆初凝后，在该孔中重新插管注浆，可显著提高注浆加固效果。对设计上需重点加固的区段，或当一次注浆量过大的部位，或注浆质量不合格的区域，应进行二次注浆。工艺要点：1）注浆孔的孔径宜为70~110mm，垂直高度偏差应﹤1%，深应达致加固体底部。2）待封闭泥浆凝固后，移动花管或单管（应捅去注浆管端的活络堵头）自下向上或自上向下进行注浆。3）注浆流量可取7~10l/min，对充填型注浆，流量不宜﹥20l/min。4）当用花管注浆和带有活堵头的金属管注浆时，每次上拨或下钻高度宜为500mm。5）浆体应经过搅拌机充分搅拌均匀，并在注浆过程中中不停缓慢搅拌，泵送前应经过筛网过滤。6）低温注浆应防止浆液冻结，高温注浆应防止浆液凝固。7）注浆顺序应跳孔间隔均匀对称进行，宜先外围后内部，严禁分块集中连续注浆。当地下水流速较大时，应从水头高的一端开始注浆。8）对渗透系数相同的土层，应注浆封顶，然后由下向上进行注浆，防止浆液上冒。如土层的渗透系数随深度而增大，则应自下向上注浆。当出现冒浆时，应暂停注浆，待浆液凝固后再注，或加入速凝剂，使浆液快速凝固。